محطة رصد وتتبع الأقمار الصناعية – مصر

 

  • محطة لرصد الأقمار الصناعية والحطام الفضائي The Satellite Monitoring Station and Space Debris .
  • مهمتها: رصد وتتبع الأقمار الصناعية وقياس أبعادها بدقة وقياس تأثير الغلاف الجوي والإشعاع الشمس علي مداراتها وحركتها.
  • هناك أكثر من محطة تم انشاءها أو جاري إنشاءها في مصر.

.

محطة الرصد الليزرية الأولي

 

  • محطة رصد الأقمار الصناعية داخل المعهد القومى للبحوث الفلكية بحلوان.

.

محطة رصد وتتبع الأقمار الصناعية – مصر

 

مصر ممثلة في المعهد القومي للبحوث الفلكية والجيوفيزيقية بدأت في رصد الأقمار الصناعية منذ عام 1957 م مع إطلاق أول مركبة فضائية روسية، وكان ذلك باستخدام المناظير البصرية، تطورت إلى كاميرات ذات دقة أعلى أمثال سبوتنيك، نافا، أفو، وصولا إلى تقنية الليزر التي بدأت عام 1974 م، ومازال المعهد مستمر في تطوير إمكانياته البحثية لمواكبة التطور في رصد الأجسام الفضائية والأقمار الصناعية وأخيرًا الحطام الفضائي.

 

وكانت أول محطة لرصد ومراقبة الأقمار الصناعية باستخدام أشعة الليزر عام 1981 م والتي مازالت تعمل في حلوان أيضا، وتراقب الأقمار الصناعية على ارتفاع 6000 كيلومتر.

.

المحطة من وجهة نظر الجانب الأجنبي

 

محطة تحديد المدى بالليزر للأقمار الصناعية Satellite Laser Ranging SLR station بالقرب من حلوان ، إحدى ضواحي العاصمة المصرية القاهرة ، هي المعمل التعاوني بين القسم الفلكي Astronomical Department بالمعهد القومي لبحوث الفلك والجيوفيزياء (NRIAG) في مصر وقسم الإلكترونيات الفيزيائية Department of Physical Electronics بالجامعة التقنية التشيكية Czech Technical University ، FNSPE ، بجمهورية التشيك.

 

الهدف من المحطة ، مثل العديد من المحطات الأخرى المماثلة حول الأرض ، هو القياس الدقيق Accurate and Precise للمسافة بين نقطة مرجعية Reference Point للمحطة وبعض الأقمار الصناعية الصناعية. يعتمد القياس على مبدأ الرادار البصري Optical Radar . يتم تحديد موقع المحطة من خلال الموقع الجذاب من وجهة نظر علوم الأرض والظروف المناخية المحلية. على وجه الخصوص ، تأثرت شفافية الغلاف الجوي بشدة نتيجة نمو الصناعة المحلية خلال العقود الثلاثة الماضية منذ بدء تشغيل المحطة. ومع ذلك ، فإن المحطة التي تنتج بيانات قيمة حتى الآن و آخذة في التحسن بفضل التكنولوجيا الجديدة وجودة بيانات الموظفين المحليين الأكثر كفاءة. يتركز تشغيل المحطة على الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض Low-Orbit Satellites الآن وتم استخدام موقعها الاستراتيجي علميًا وبثبات في قارة إفريقيا (حتى عام 2000 م، باستثناء صيف 1993 م، كانت الوحيدة). المصدر

.

نشأة المحطة

 

تم إنشاء المحطة في عام 1974 في إطار مبادرة Interkosmos. كانت محطة من الجيل الأول (رقم 2 في الشكل التالي) عبارة عن حاوية متنقلة (أوسلافان Oslavan ، تشيكوسلوفاكيا Czechoslovakia ، تعمل حتى الآن) باستخدام ليزر الياقوت Ruby Laser ، والتركيب الفلكي Astronomical Mount ، وإلكترونيات التحكم Control Electronics والكمبيوتر التجاري Commercial Computer HP 9830A وساعة سيزيوم HP Cesium clock 5360 و مضاعف ضوئي photomultiplier RCA 8852 .

 

صورة بالأقمار الصناعية لحرم المعهد القومي للبحوث الفلكية والجيوفيزيقية NRIAG بالقرب من حلوان ، مصر. 1 – محطة تحديد المدى بالليزر SLR الحالية ، 2 – محطة تحديد المدى بالليزر SLR سابقة في حاوية متنقلة ، 3 – سور Rampart ، 4 – مرصد شمسي Solar Observatory ، 5 – مقر NRIAG (يتواجد هدف المعايرة Calibration Target فوق هذا المبني) ، 6 – جراج ، 7 – متحف ، 8 – قسم الفلك Astronomical Department 9- ورشة 10- مبنى إداري 11- تلسكوب ذروة Zenith Telescope و 12 مسجد

 

كان تتبع القمر الصناعي مرئيًا فقط. في عام 1978 م ، تمت ترقية القاعدة الزمنية Time Base إلى LORAN C وتم إنشاء قناة اتصال عبر التلكس Telex Communication Channel ، ويرجع الفضل في ذلك إلى تمويل منحة مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية Smithsonian Astrophysical Observatory (الولايات المتحدة الأمريكية). كانت هذه المحطة المتنقلة تعمل حتى نهاية عام 1980 م.

 

في فبراير 1982 م، تم الانتهاء من الجيل الثاني من محطة تحديد المدى بالليزر SLR وتفعيلها في المبنى الجديد (رقم 1 في الصورة السابقة). كان يتألف من تركيب التركيب Mount Construction المناسب ، ليزر من النوع Nd:YAG laser ، وإلكترونيات التحكم وكمبيوتر التحكم التجاري HP 2100S مع برمجيات Software مناسبة. كانت أول محطة SLR تتبع عمياء كاملة Full Blind Tracking SLR Station في العالم. في عام 1987 م، تم تغيير نظام الليزر مرة أخرى إلى النوع Mode-Locked Nd:YAG مع نظام توصيل للشعاع Coude Beam Delivery System . في عام 1989 تمت ترقية إلكترونيات التحكم بالكامل وكانت محطة حلوان لتحديد المدى بالليزر أول محطة في العالم يتم التحكم بها بالكامل بواسطة كمبيوتر شخصي.

 

منذ عام 1990 م، يعتمد النظام الفرعي للوقت Time Subsystem على نظام GPS. ومنذ عام 1991 م، يتم توفير الاتصالات ونقل البيانات بواسطة شبكة EARN/Bitnet computer network ثم لاحقًا عبر الإنترنت. منذ عام 1992 أصبحت محطة حلوان SLR station Helwan جزءًا من شبكة Eurolas (منذ 1998 الشبكة الدولية لرصد الأقمار الصناعية ILRS ، معرف الشبكة Network ID هو 7831). منذ عام 1997 يتم تشغيلها أيضًا من قبل المشغلين المحليين. ومنذ عام 2004 م، تم إنشاء كبل لتوفير اتصال ثابت بالإنترنت في مبنى المحطة.

 

يعتمد التكوين الحالي للمحطة على ليزر من النوع Nd:YAG laser (مواصفاته 20 ps FWHM, 80 mJ at 532 nm) يتم تسليم الليزر بواسطة coude إلي Keplerian mount مع وجود تلسكوبين ، ووجود Hamamatsu 6533 PMT ، عداد الوقت ستانفورد Time Counter Stanford 620 ، إلكترونيات التحكم ، قاعدة زمنية Time Base HP 58503B و meteo Paroscientific Digiquartz Met3 ، وبرنامج التحكم ومعالجة البيانات يعمل علي كمبيوتر شخصي (CPF & polynomial fit) . المصدر

.

جولة لليوم السابع داخل المحطة

 

تليسكوب ضخم ووحدة لليزر وأجهزة دقيقة هذا ما يمكن أن تجده داخل أقدم محطة لرصد الأقمار الصناعية والموجودة داخل المعهد القومى للبحوث الفلكية بحلوان، والتى تستخدم بغرض رصد كافة الأقمار الصناعية التى تعبر بسماء مصر.

 

تتكون المحطة من غرفتين، يوجد فى إحداهما تليسكوب ضخم يستخدم للرصد، والغرفة الثانية تضم وحدة الليزر وأجهزة دقيقة لتحليل البيانات والتحكم فى التليسكوب، فضلا عن سقف إلكترونى يتم فتحه إلكترونيا في حالة بدء عمليات الرصد لتوجيه التليسكوب.

 

عن المحطة الحالية الموجودة بمعهد الفلك بحلوان، قال الدكتور مكرم إبراهيم، أستاذ الفيزياء الفضائية ورصد الأقمار الصناعية بالمعهد، إن الوحدة الحالية عمرها يرجع تقريبا لعام 1964 وهى من أقدم المحطات وكانت الوحيدة بأفريقيا حتى عام 2002 إلى أن ظهرت محطات أخرى -واحدة بجنوب أفريقيا وأخرى بالسعودية- لافتا إلى أن محطة حلوان لرصد الأقمار الصناعية والحطام الفضائى ومحطة جنوب أفريقيا هما الوحيدتين بالقارة حاليا.

.

طبيعة عمل المحطة وكيفية الرصد

 

وعن طبيعة عمل المحطة، كشف الدكتور مكرم إبراهيم Makram Ibrahim ، أن التليسكوب فور بداية العمل يتم فتح السقف الموجود أعلى التليسكوب إلكترونيا وتوجيه التليسكوب نحو القمر الصناعى وإرسال إشارات ليزر للقمر الصناعى والتى تصطدم بالقمر وتعود للمحطة ويتم تحليلها وتسجيلها، لافتا إلى أن هذا التليسكوب يرصد الأقمار الصناعية على ارتفاع 6 آلاف كيلو متر. المصدر

.

مقاطع فيديو

 

من مقابلة مع أ.د/ مكرم إبراهيم رئيس قسم أبحاث الشمس والفضاء

 

 

  • اسم المحطة Helwan Satellite Laser Ranging Station HSLR . وعدد المحط  ات الشبيهة علي مستوي العالم 35 محطة.

 

  • هناك غرفة تحتوي علي أجهزة توليد الليزر.

 

  • مولد ليزر من النوع Nd:YAG وهو نوع من أنواع ليزر Solid-stat ، ويتم توليد ليزر بطاقة عالية يمكنها الوصول إلي الأقمار المرصودة (80 ملي جول mJ) يمكنها الوصول إلي أقمار مثل LAGEOS الأمريكية المتواجدة علي ارتفاع 6000 كم .

 

  • الإرتفاع أو المدي الأقصي لليزر المستخدم هو 6000 كم.

 

  • يتم نقل الليزر من مولده إلي التليسكوب بواسطة مرايا.

 

  • هناك أقمار يتم رصدها وأخري لا يتم رصدها.

 

  • لنتمكن من رصد القمر الصناعي يجب الحصول علي بياناته (مثل بيانات المدار).

 

  • هناك شبكة دولية لرصد الأقمار الصناعية International Laser Ranging Service ILRS تضع قائمة بالأقمار المسموح رصدها، وتوفر بيانات تلك الأقمار.

 

  • يجب الحصول علي بيانات القمر المطلوب رصده لإدخاله إلي جهاز الرصد فيتحرك بناء علي المعطيات.

 

  • البدء في الرصد بدءا من زاوية 26 درجة بسبب الحائط المتواجد أمام التليسكوب.

 

  • خلال عملية الرصد (يطلق عليها بلغة العمل: الرصدة) يتم إطلاق نبضات ليزر علي القمر الصناعي وترتد عليه لتعود مرة أخري ولكن بطاقة أقل (هذا يدل علي وجود القمر في مكانه).

 

  • هناك قوي طبيعية تؤثر علي القمر وتحرفه عن مداره مثل الجاذبية الأرضية والاحتكاك مع الغلاف الجوي.

 

  • يمكن استخدام المنظومة في تتبع الحركة التكتونية للقشرة الأرضية بين القارات ، حيث تقوم أكثر من محطة برصد نفس القمر في نفس الوقت ومع معرفة خطوط الأساس Base Lines يمكن حساب حركة القشرة الأرضية.

.

تعاقد المعهد مع الإتحاد الأوروبي لتتبع أقماره بعد معرفة بياناتها. حيث يتم تتبع القمر في حالة خروجه من مداره ورصد بيانات معينة ثم يتم إرسالها إلي الجهة المالكة للقمر لتقوم بضبط مدار القمر.

.

مراجع

 

1- ILRS Closed/Inactive Station Identification Table – ILRS

2- Helwan: Site Log – ILRS

3- Helwan: General information – ILRS

4- About ILRS – ILRS

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو 

******************************

 

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

.

.

.

.

.

.

.

Share this...شارك المقالة
Email this to someone
email
Share on Reddit
Reddit
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on Facebook
Facebook
Share on LinkedIn
Linkedin

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sm.coim

مكتبة محاكاة الأجهزة


أترك تعليق